CN203360560U - 太阳能集热管快速镀膜设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是一种太阳能集热管快速镀膜设备，包括真空腔室、与真空腔室相连的抽真空机组和设置在真空腔室内的工件转架机构，在真空腔室的两侧分别设有气流反应溅射装置，气流反应溅射装置设有与真空腔室连通的溅射腔室，溅射腔室内设有两个相对、竖向设置的靶材，靶材的背面设有冷却水套，两个靶材之间设有与真空腔室连通的工作气流通道，工作气流通道的进气端设有与靶材平行的工作气体分布管，工作气体分布管上设有若干朝向工作气流通道的喷气孔，在工作气流通道的出气端设有介质气管，介质气管的上端与真空腔室外的介质气体进气管相接。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能集热管快速镀膜设备，特别是一种太阳能集热管快速镀膜设备密封装置。
背景技术
目前，中国光热产热发展极快，特别是其核心的太阳能真空集热管生产技术已经非常成熟，已经达到年产过亿支的规模，年新增集热面积达到千万平方米以上，而真空集热管的保有量更是达到近3亿平方米。这些集热元件基本使用全玻璃太阳能真空集热管。目前典型的膜层为殷志强教授的专利CN85100142“溅射太阳能选择性吸收涂层”提及的Al-AlN单靶涂层 和CN96102331“太阳能选择性吸收表面涂层及其形成方法”提及的Cu-SS-AlN的三靶涂层，90%），低的发射比（≤0.1），结合实用化的磁控溅射镀膜设备， 大大促进光热产业的发展。
上述膜层均使用磁控溅射方法制备，其利用磁场R约束带电粒子，并与电场交互作用，使电子在靶表面附近成螺旋状运行，从而极大程度增大电子撞击氩气产生产生离化的概率，形成高密度等离子体区，进而提高溅射速率。
对于磁控溅射方法，其本底真空度一般要求≥10-3Pa，从而要求真空腔室需要配备空心阴极效应是增加等离子体密度的另一种重要的方法，它是通过平行且相对设置的靶材对带粒子的几何约束，并配合电场的交互作用，形成电子在阴极空腔的二个阴极表面之间来回振荡的空阴极效应。电子在振荡过程中表面形成靶材粒子团。当氩气流过空腔时，气流反应溅射的显著特点是其气体流量大，沉积速率极快，对整个系统运行真空度要求不高，~100Pa）即可实现，所以减少了常见磁控溅射 高真空泵组，从而能够大幅度降低设备造价及运行维护费用，缩短工艺时间，生产效率大幅提高。
专利CN101798675A中提及一种气流反应溅射制备二氧化钛薄膜的方法。该方法能够在10Pa～100Pa的低真空溅射气压下进行氧化物薄膜的制备，但是气流反应溅射制备得到的膜层的太阳能吸收比偏低。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种设计合理，使用简单，形成的膜层吸收比高的太阳能集热管快速镀膜设备。
本实用新型所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的，本实用新型是一种太阳能集热管快速镀膜设备，包括真空腔室、与真空腔室相连的抽真空机组和设置在真空腔室内的工件转架机构，其特点是：在真空腔室的两侧分别设有气流反应溅射装置，气流反应溅射装置设有与真空腔室连通的溅射腔室，溅射腔室内设有两个相对、竖向设置的靶材，靶材的背面设有冷却水套，两个靶材之间设有与真空腔室连通的工作气流通道，工作气流通道的进气端设有与靶材平行的工作气体分布管，工作气体分布管上设有若干朝向工作气流通道的喷气孔，在工作气流通道的出气端设有介质气管，介质气管的上端与真空腔室外的介质气体进气管相接。
本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述的冷却水套上设有伸出溅射腔室的进水管和出水管，冷却水套、进水管和出水管上分别设有绝缘护套。
本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述的介质气管设有两个，对称设置在工作气流通道的两侧。
本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述的抽真空机组包括机械泵组，机械泵组通过主抽气管与真空腔室连通。
本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述的主抽气管上设有罗茨泵，罗茨泵的抽气口上装有高真空阀，在罗茨泵与真空腔室之间的主抽气管上设有光栅阀。
本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，真空腔室的前部铰接有前舱门，前舱门与真空腔室相接处设有密封条，前舱门上设有观察窗。
本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，工件转架机构包括固定在真空腔室底部的圆形导槽盘，圆形导槽盘与真空腔室底部之间设有绝缘垫块，圆形导槽盘的上方设有圆转盘，圆转盘的周边上均匀插装有若干装真空集热管内管的轴形支架，轴形支架通过轴承与圆转盘相连，圆形导槽盘的边缘上设有固定齿，圆转盘下方的轴形支架上设有与固定齿啮合的行星轮。
本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，圆形导槽盘与圆转盘之间设有滚轴承，圆转盘的中心轴与设在真空腔室下方的电机相接。
与现有技术相比，本实用新型采用气流反应溅射装置，将靶材安装在真空腔室的两侧，同时使用低真空机组，大大减少了装置的复杂性，降低了设备成本，提高了设备的稳定性；由于没有高真空机组，整个设备运行过程中的能耗也大幅度降低，设备维护保养强度也明显减弱，从而降低了设备的维护成本；同时抽真空的时间短，沉积速率高，从而极大地提高了太阳能集热管的生产效率。
附图说明
图1是本实用新型的主视结构示意图。
图2是图1的俯视结构示意图。
图3是气流反应溅射装置的结构示意图。
图4是工件转架机构的结构示意图。
具体实施方式
以下参照附图，进一步描述本实用新型的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本实用新型，而不构成对其权利的限制。
参照附图1和图2，一种太阳能集热管快速镀膜设备，包括真空腔室1、与真空腔室1相连的抽真空机组和设置在真空腔室1内的工件转架机构10，真空腔室1的前部铰接有前舱门8，前舱门8与真空腔室1相接处设有密封条，前舱门8上设有观察窗9。所述的抽真空机组包括机械泵组6，机械泵组6通过主抽气管2与真空腔室1连通，这样可以降低成本。为了进一步提高抽气速率，可以在主抽气管2上设有罗茨泵5，罗茨泵5的抽气口上装有高真空阀4，在罗茨泵5与真空腔室1之间的主抽气管2上设有光栅阀3。机械泵组6的抽气口通过细管道和罗茨泵5连接在一起，在细管道和机械泵组6之间，安装有气动阀。根据真空腔室1大小不一，只需要稍微增减粗细管道，即可以根据需要适当增减机械泵和罗茨泵5的数量。
如附图3所示，在真空腔室1的两侧分别向外突出设有气流反应溅射装置7，优选对称设置，气流反应溅射装置7设有与真空腔室1连通的溅射腔室701，溅射腔室701与真空腔室1之间设有加强筋。溅射腔室701内设有两个相对、竖向设置的靶材703，靶材703的背面设有冷却水套704，所述的冷却水套704上设有伸出溅射腔室701的进水管和出水管，冷却水套704、进水管和出水管上分别设有绝缘护套705。使用时，通入冷却水来冷却靶材703，
两个靶材703之间设有与真空腔室1连通的工作气流通道707，工作气流通道707的进气端设有与靶材703平行的工作气体分布管702，工作气体分布管702上设有若干朝向工作气流通道707的喷气孔，工作气体分布管702与设在溅射腔室701外的工作气体进气管相接。工作气体氩气进入溅射腔室701后，通过工作气体分布管702上的喷气孔流出，进入工作气流通道707。进而在电源作用下产生空心阴极效应，形成等离子体和镀膜所需粒子，从工作气流通道707的另一端流出，进行气流反应溅射。
在工作气流通道707的出气端设有介质气管706，介质气管706沿其轴向方向均匀设有若干面向真空腔室1的出气孔，介质气管706的上端与真空腔室1外的介质气体进气管相接。所述的介质气管706设有两个，对称设置在工作气流通道707的两侧。同时为了保证输入的介质气体不反向流动，在介质气管706于靶材703之间设有挡板。
如附图4所示，工件转架机构10包括固定在真空腔室1底部的圆形导槽盘102，圆形导槽盘102与真空腔室1底部之间设有绝缘垫块101，圆形导槽盘102的上方设有圆转盘104，圆转盘104的周边上均匀插装有若干装真空集热管内管的轴形支架105，轴形支架105通过轴承与圆转盘104相连，圆形导槽盘102的边缘上设有固定齿，圆转盘104下方的轴形支架105上设有与固定齿啮合的行星轮103。为保证圆转盘104转动灵活，圆形导槽盘102与圆转盘104之间设有滚轴承，滚轴承包括设在圆形导槽盘102上的沟槽，沟槽中装有滚珠106，确保滚珠106按圆形轨迹运动，进而保证光谱选择性吸收涂层均匀的镀制在内管上。圆转盘104的中心轴11与设在真空腔室1下方的电机12和减速机13相接。进而将动力通过中心线轴使圆转盘104转动，从而带动轴形支架105在绕中心轴11进行公转，同时在行星轮103和圆形导槽盘102的作用下，轴形支架105又绕其自身轴线进行自转。
Claims (8)
1.一种太阳能集热管快速镀膜设备，包括真空腔室、与真空腔室相连的抽真空机组和设置在真空腔室内的工件转架机构，其特征在于：在真空腔室的两侧分别设有气流反应溅射装置，气流反应溅射装置设有与真空腔室连通的溅射腔室，溅射腔室内设有两个相对、竖向设置的靶材，靶材的背面设有冷却水套，两个靶材之间设有与真空腔室连通的工作气流通道，工作气流通道的进气端设有与靶材平行的工作气体分布管，工作气体分布管上设有若干朝向工作气流通道的喷气孔，在工作气流通道的出气端设有介质气管，介质气管的上端与真空腔室外的介质气体进气管相接。
2.根据权利要求1所述的太阳能集热管快速镀膜设备，其特征在于：所述的冷却水套上设有伸出溅射腔室的进水管和出水管，冷却水套、进水管和出水管上分别设有绝缘护套。
3.根据权利要求1所述的太阳能集热管快速镀膜设备，其特征在于：所述的介质气管设有两个，对称设置在工作气流通道的两侧。
4.根据权利要求1所述的太阳能集热管快速镀膜设备，其特征在于：所述的抽真空机组包括机械泵组，机械泵组通过主抽气管与真空腔室连通。
5.根据权利要求4所述的太阳能集热管快速镀膜设备，其特征在于：所述的主抽气管上设有罗茨泵，罗茨泵的抽气口上装有高真空阀，在罗茨泵与真空腔室之间的主抽气管上设有光栅阀。
6.根据权利要求1所述的太阳能集热管快速镀膜设备，其特征在于：真空腔室的前部铰接有前舱门，前舱门与真空腔室相接处设有密封条，前舱门上设有观察窗。
7.根据权利要求1所述的太阳能集热管快速镀膜设备，其特征在于：工件转架机构包括固定在真空腔室底部的圆形导槽盘，圆形导槽盘与真空腔室底部之间设有绝缘垫块，圆形导槽盘的上方设有圆转盘，圆转盘的周边上均匀插装有若干装真空集热管内管的轴形支架，轴形支架通过轴承与圆转盘相连，圆形导槽盘的边缘上设有固定齿，圆转盘下方的轴形支架上设有与固定齿啮合的行星轮。
8.根据权利要求7所述的太阳能集热管快速镀膜设备，其特征在于：圆形导槽盘与圆转盘之间设有滚轴承，圆转盘的中心轴与设在真空腔室下方的电机相接。
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